[發明專利]一種N,P共摻甘蔗渣片狀介孔炭鋰離子電池負極材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202010637869.2
• 申請日: 2020-07-05
• 公開（公告）號: CN111977649A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 鄭爽;覃愛苗;胡國彬;劉慧根;廖雷;吳方;覃迎喜;關皓
• 申請（專利權）人: 桂林理工大學
• 主分類號: C01B32/324
• 分類號: C01B32/324;C01B32/348;H01M4/583;H01M4/62;H01M10/0525
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1.一種N,P共摻甘蔗渣片狀介孔炭鋰離子電池負極材料，其特征在于：N, P共摻甘蔗渣片狀介孔炭鋰離子電池負極材料具有優良的電化學性能，含有N,P元素，N,P含量分別為：1.22~1.75at%、1.02~1.10at%，N, P共摻甘蔗渣片狀介孔炭鋰離子電池負極材料的比表面積達1576.7394m²/g，孔徑為6~24nm，在電流密度為500mA/g下循環，最高比容量達2150.42mAh/g。

2.根據權利要求1所述的N,P共摻甘蔗渣片狀介孔炭鋰離子電池負極材料的制備方法，其特征在于具體步驟為：

（1）用自來水將甘蔗渣表面雜質去除，再用去離子水洗兩次，放入70℃的恒溫鼓風干燥箱中進行干燥；

（2）稱取4~5g步驟（1）所得的甘蔗渣放入100mL水熱聚四氟乙烯反應釜的內膽中，加入70mL濃度為3~4mol/L的氫氧化鉀溶液，套上鋼制外殼擰緊后，放入恒溫烘箱，在170～190℃恒溫加熱15~16小時自然冷卻后拿出，倒掉內膽中的棕色液體，取出內膽中的固體物質，用去離子水將固體物質洗至中性后，放入70℃的恒溫鼓風干燥箱中進行干燥，獲得干燥的灰色絮狀前驅體；

（3）將步驟（2）中獲得的前驅體與氫氧化鉀以質量比為1:2，加入4~6滴的去離子水在110~120℃下攪拌3～4小時，放入70℃的恒溫鼓風干燥箱中進行干燥直至獲得灰白色固體，將其放入氧化鋁坩堝中，并放入管式氣氛爐中在50~60mL/min流速的氮氣保護下，以3~5℃/min的升溫速率升溫到500~600℃并保溫2小時后，再以3~5℃/min的升溫速率升溫至950℃并保溫3~4小時，自然冷卻取出后，即獲得甘蔗渣片狀介孔結構生物質炭材料；

（4）以步驟（3）中得到的甘蔗渣生物質炭材料為基底，磷酸二氫銨或磷酸氫二銨為氮源和磷源，以質量比為1:6，在室溫下混合研磨1小時，然后將其放入氧化鋁坩堝中，并放入管式氣氛爐中在50~60mL/min流速的氮氣保護下，以3~5℃/min的升溫速率升溫到900~1000℃并保溫3~5小時，自然冷卻取出后，即獲得N, P共摻甘蔗渣片狀介孔炭鋰離子電池負極材料。